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“Starters en las industrias cárnicas”
Germán Naharro Carrasco
Microbiología e Inmunología
Facultad de Veterinaria
Universidad de León
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● Spin-off nacida en la Universidad de León
● S.A. en la que participa como socio la ULE
● Promotores
Germán Naharro: Catedrático de Microbiología
José Mª Luengo: Catedrático de Bioquímica
Pedro Rubio: Catedrático de Enfermedades
Infecciosas
Agustín Flórez: Gestión económica
Especialistas en fermentación industrial
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Empresas
“Spin-off”
• Empresas que se crean en el seno de otra empresa
o entidad ya existente como iniciativa de algún
empleado de la misma: Persiguen intereses
privados
– Ayudan a transferir el conocimiento y la investigación
científica al mundo empresarial
– Buscan su aplicación directa en los procesos
productivos, incluida la comercialización
– Mejora la comunicación entre las universidades, el
mercado y la sociedad
– Creación de empleo y riqueza
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Empresa de biotecnología
Biotecnología, Karl Ereky (1919): “Todos los
métodos utilizados para convertir materia prima en
bienes utilizando en alguna etapa organismos vivos o
sus productos”
OCDE
La biotecnología es la aplicación de los principios
científicos y de la ingeniería al procesamiento de
materiales por agentes biológicos para proveer
bienes y servicios
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Bioquímica
Microbiología
Ingeniería
Biología
molecular
Inmunología
Biotecnología
Genética
Fermentación
Patología
Tecnología de
los alimentos
Fisiología
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¿La biotecnología es nueva?
Productos “biotecnológicos”
Pan
Queso
Embutidos
Vino
Cerveza
Leches ácidas
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● Áreas de trabajo
Cárnica
-Starters Industria Alimentaria Láctea
Vino
-Bacteriocinas
-Vacunas de aplicación en Veterinaria
-Panadería
-Enzimas
-Acaricidas
-Servicios
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● Competitividad basada en
-Conocimientos y experiencia:
I+D+i
Productos en el mercado
-Flexibilidad y adaptación al cliente
PYMES: estudio de sus problemas y
adaptación a sus necesidades
-Disponibilidad de recursos materiales
y humanos
Equipo propio + ULE
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● Empresa de estructura muy ligera, con
costes fijos “bajos”
-Especialización en microbiología,
bioquímica y biología molecular: I+D+i
-Especialización en fermentación
industrial: producción a gran escala
con abaratamiento de costes
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Industrias cárnicas: Objetivos
•
•
•
•
Seguridad
Calidad y personalización del producto
Estandarización del producto
Reducción o eliminación del uso de aditivos
químicos
• Reducción de costes
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●Objetivos de las industrias cárnicas
SEGURIDAD (ley + consumidor)
-Eliminación de gérmenes patógenos
-Reducción de productos o metabolitos
tóxicos o indeseables (sabor, color, olor,
conservación…)
Problemas sanitarios: coste incalculable
- Imagen de marca
- Pérdida de mercados
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●Objetivos de las industrias cárnicas
-Calidad y personalización del producto
-Diferenciación
-Mercado propio
-Estandarización del producto
-Fidelización del consumidor
-Variabilidad de materias primas
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●Objetivos de las industrias cárnicas
Reducción o eliminación del uso
de aditivos químicos
-Percepción negativa del consumidor
-Dificultades legales crecientes
Reducción de costes
-Reducción de partidas defectuosas
-Reducción de tiempos de fabricación
-Mayor tiempo de conservación
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Starters en la industria cárnica
Cultivos de microorganismos seleccionados
de categoría GRAS* que pueden ser
aplicados a la masa cárnica destinada a
embutidos para conseguir un producto final
con las propiedades óptimas deseadas
* Generally Recognized As Safe
~106- 107 bacterias por gramo de carne
Cultivos iniciadores: “Starters”
en la industria cárnica
• Proceso industrial que utiliza
microorganismos para obtener un
producto comercial
• Formulación y preparación de la materia prima
• Fermentación: ácido láctico
• Curado/secado: Obtención producto final
– Cambios bioquímicos, fisicoquímicos y
microbiológicos
• La Biotecnología optimiza cada uno de
estos pasos
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Cultivos iniciadores
“Starters”
I + D starters Industria Cárnica
Necesidad de su utilización
Carne: materia prima fundamental
-Gran variabilidad en la calidad
-Crecimiento microbiano fácil
-Frecuentemente contaminada
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I + D starters Industria Cárnica
Necesidad de su utilización
Carne: contaminación bacteriana
-Muy frecuente: bacterias indeseables
-Streptreptococcus, Pseudomonas, enterobacterias…
-Posible: ¡¡Bacterias patógenas!!
-Listeria monocytogenes
-E. coli (O157:H7)
-Salmonella enterica
-Staphylococcus aureus
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I + D starters Industria Cárnica
Necesidad de su utilización
Cultivo de masa de carne picada en distintos medios
MRS
McConkey
LB
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¿Porqué fermentamos los alimentos?
-Conservación del alimento
-Inhibición de microorganismos patógenos
-Inhibición de microorganismos indeseables
-Obtención de nuevas y mejores propiedades
organolépticas
-Color, olor, sabor
-Textura
-Obtención de productos con mayor valor
añadido
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Tipos de fermentación
-Natural:
Natural crear condiciones para permitir
las fermentaciones deseadas y evitar
las indeseables
-Proceso empírico ¿ ?
-Fallos sin causa conocida
-Controlada:
Controlada agregado deliberado de los
microorganismos útiles para asegurar
una buena fermentación
-Proceso dirigido: velocidad, pH…
-Muchos menos fallos
-Control sanitario del producto
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Cultivos iniciadores
para embutidos
1. Bacterias del ácido láctico (LAB)
- Lactobacillus plantarum; L. pentosus
- Pediococcus acidilactici; P. pentosaceus
- Lactobacillus sakei
- Lactobacillus curvatus
2. Cocos Gram + catalasa positivos
- Staphylococcus xylosus; S. carnosus
- Kocuria varians (Micrococcus)
3. Levaduras y hongos filamentosos
- Debaryomyces hansenii, Candida utilis
- Penicillium nalgiovense
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1. Bacterias del ácido láctico
-Producción de ácido láctico
-Disminución del pH del embutido
-Conservación
-Textura
-Secado
-Producción de bacteriocinas
-Eliminación de bacterias patógenas
-Eliminación de bacterias indeseables
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2. Cocos Gram + catalasa positivos
-Actividad nitrato-reductasa nitrito-reductasa
-Reducción de nitratos a nitritos
-Color típico de los embutidos crudos
-Actividad catalasa:
catalasa degradación de peróxidos
que alteran el color y enrancian el embutido
-Actividades proteolíticas y lipolíticas
-Producción de sabor: aroma y gusto
-Características organolépticas típicas
Transformación de aa ramificados
por GCC
Leucina
S. carnosus
Isoleucina
Valina
S. xylosus
3-metil-butanal 3-metil-1-butanol Benzaldehido
2-metil-butanal Diacetilo
Acetofenona
2-metil-propanal 2-butanona
Cetonas metil-ramificadas
Acetoína
Efecto de los starters sobre embutidos
Propiedad
Color
Modo de acción
Reducción de nitratos
Descenso de pH
Aroma
BAL
+++
+++
Consumo de oxígeno
++
Degradación de peróxidos
++
Producción ácido
+++
Proteolisis
+
Lipolisis
++
Retraso enranciamiento
++
Consistencia
Descenso pH
+++
Conservación
Descenso pH
+++
Reducción nitrato
Residuos
GC+
++
Eliminación microorganismos
++
Degradación nitritos
+
++
3. Hongos
• Penicillium spp.
– Oxidación de lactato
– Proteolisis y degradación de aa ramificados
– Lipolisis y lipooxidación
– Estabilización del color y consumo de oxígeno
• Debaryomyces spp., Candida utilis
– Sabor
– Proteolisis
– Generación de compuestos volátiles
• Degradación de aa ramificados
– A veces gran cantidad de ácidos que
enmascaran aromas
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Starters existentes en el mercado
-Desarrollados y fabricados por
empresas extranjeras
-No adaptados a los productos típicos
españoles
-No adaptados a las condiciones de
fabricación españolas
-Variación muy escasa
-Productos poco diferenciados
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Desarrollo de cultivos
iniciadores en BioGes
1.- Aislamiento,
identificación y
caracterización de los
microorganismos
-Técnicas clásicas
-Técnicas de biología
molecular
starters
Técnicas microbiológicas clásicas
SR-1
Lactob. curvatus
SR-2
Lactob. plantarum
SR-4
Lactob. curvatus
SR-5
Debaryomyces hansenii
SR-3
Candida lipophila
SR-6
Lactob. sakei
starters
Técnicas de Biología Molecular
CARNE
L. sakei
Diferenciación de
cepas mediante
PCR y RFLP
starters
C
X
X
C
X
C
X
CARNE
Staphilococcus
xilosus y
Staph. carnosus
Diferenciación de
cepas mediante
PCR y RFLP
starters
2.- Estudio del comportamiento conjunto
Kocuria
+
Pediococcus
3.- Pruebas en fábrica de la mezcla de
cepas y la cantidad más adecuada a
cada producto
starters
Bacteriocinas: actividad frente a
L. monocytogenes
Sobrenadante CMP-5
1/8
1/4
1/2
E. coli (O157:H7)
Sobrenadante CMP-5
1
1/8
1/4
1/2
1
24h
36h
36h
48h
48h
Control
Control
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Bacteriocinas: actividad frente a
Salmonella enterica
Sobrenadante CMP-5
Sobrenadante CMP-5
1/8
1/4
1/2
Staphilococcus aureus
1/8
1
36h
48h
Controles
1/4
1/2
1
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¿Qué le podemos ofrecer a Vd.?
-Productos:
Normas ISO
-Calidad contrastada GMP
ARYCPC
-Personalizados
-Relación coste/beneficio
-Servicios de I+D+i a medida:
-Personal
-Medios materiales
Liofilizado CSL cultivo iniciador
• Cultivo láctico mesófilo homofermentativo,
concentrado y liofilizado
• Lactobacillus sp1
• Lactobacillus sp2
• Lactobacillus sp3
• Específico para utilización en productos
cárnicos curados y semicurados (chorizo y
salchichón industrial)
–
–
–
–
Acidificación y secado rápidos y seguros
Merma baja
Recambio rápido del embutido
Optimización de la producción
Liofilizado LKP-3 cultivo iniciador
• Pediococcus pentosaceus
• Micrococcus sp. (Kokuria)
–
–
–
–
Chorizo
Salami
Embutidos “Tipo Pamplona”
Salchichón
• Acidez dependiendo proporciones
–
–
–
–
–
Nitrato-nitrito reductasa
Color estable
Catalasa: no enranciamiento
Vida comercial larga
Buen bouquet
Liofilizado SPDL-7 cultivo iniciador
• Staphylococcus carnosus
• Pediococcus acidilactici
– Salchichón
– Embutidos “Tipo Pamplona”
– Fuet
• Acidez dependiendo proporciones
–
–
–
–
–
Nitrato-nitrito reductasa
Color estable
Catalasa: no enranciamiento
Vida comercial larga
Buen bouquet
starters
Nuevos desarrollos
-Bacteriocinas (cepas propias)
-Enzimas
-Probióticos
Productos “enriquecidos”
-Prebióticos
-Cultivos/productos bioprotectores
-Carne fresca
-Productos cárnicos (loncheados)
starters
Gracias por su atención